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                                       變壓器廠家未來的發(fā)展趨勢

變壓器廠家的最大特點(diǎn)就是高頻化。從變壓器的任務(wù)道理來看,進(jìn)步任務(wù)頻率,可以削減變壓器的體積和分量,也就是完成短小輕浮化,然后進(jìn)步單元體積(或分量)傳輸功率,也就是高功率密度化。這些都是變壓器廠家自身固有的特點(diǎn)和直接帶來的后果,而不克不及簡略地把高頻化、短小輕浮化、高功率密度化,作為變壓器廠家的開展偏向。下面從變壓器廠家的全體構(gòu)造、磁芯資料和構(gòu)造、線圈資料和構(gòu)造幾個方面,提出一些開展偏向的定見。
1 全體構(gòu)造
為順應(yīng)電子設(shè)備愈來愈輕浮短小,變壓器廠家一個首要開展偏向是從立體構(gòu)造向平面構(gòu)造、片式構(gòu)造、薄膜構(gòu)造開展,然后構(gòu)成一代又一代的新的變壓器廠家:平面變壓器、片式變壓器、薄膜變壓器。變壓器廠家的全體構(gòu)造的開展,不單構(gòu)成新的磁芯構(gòu)造和線圈構(gòu)造,采用新的資料,并且對設(shè)計(jì)方面和出產(chǎn)工藝方面也帶來新的開展偏向。在設(shè)計(jì)方面,除了要研討各類新構(gòu)造的電磁場散布,若何到達(dá)最佳的優(yōu)化設(shè)計(jì),還要研討多層構(gòu)造的各類問題。在出產(chǎn)工藝方面,要研討各類新的加工辦法,然后包管功能的一致性和完成加工工藝的機(jī)械化和主動化等。
在MHz級變壓器廠家中,愈來愈多的使用范疇采用空心變壓器。討論空心變壓器的構(gòu)造、設(shè)計(jì)辦法、制造工藝和使用特點(diǎn)也是其研討和開展偏向。別的,壓電變壓器等新任務(wù)道理的變壓器廠家的研討也是開展偏向,經(jīng)由近十年的研討開拓,壓電變壓器曾經(jīng)在一些范疇中獲得了實(shí)踐使用。
采用核算機(jī)對全體構(gòu)造方案進(jìn)行優(yōu)化和詳細(xì)設(shè)計(jì),是目前各類電子器件的首要開展偏向之一,當(dāng)然也是變壓器廠家的一個首要開展偏向。如許可以縮短設(shè)計(jì)工夫,削減資料用量,縮短出產(chǎn)周期,降低本錢。
2 磁芯資料和構(gòu)造
磁芯在采用軟磁資料,以電磁感應(yīng)道理任務(wù)的變壓器廠家中是最要害的部件。磁芯資料的首要開展偏向是降低損耗,加寬運(yùn)用的溫度局限和降低本錢。磁芯構(gòu)造的首要開展偏向是若何構(gòu)成外形和尺寸最佳(對電磁功能、散熱、用量和本錢等參數(shù))的平面磁芯、片式磁芯和薄膜磁芯。
目前各類軟磁資料,都在不時地改良和開拓,以競爭變壓器廠家的市場。
軟磁鐵氧體是目前變壓器廠家運(yùn)用的首要磁芯資料,開展偏向是開拓功能更好的新種類和降低本錢的新工藝。在資料新種類方面,日本TDK公司在2003年開拓出寬溫低損耗資料PC95,在25℃~120℃溫度局限內(nèi)損耗都小于350mW/cm3(在100kHz×200mT前提下)。在80℃時損耗最小,為280mW/cm3。25℃時Bs為540mT,100℃時,Bs為420mT。還開拓出高溫高飽和磁密資料PE33,居里點(diǎn)Tc>290℃,在100℃下,Bs為450mT。在100℃,100kHz×200mT前提下,Pc≤1100mW/cm3,日本FDK公司,德國EPCOS公司、Ferrocube公司也開拓出相似的高溫高飽和磁密資料。
高磁導(dǎo)率資料也有很多新種類,如TDK公司的脈沖變壓器用H5C5,μi為30000左右?闺姶艛嚁_電感器用HS10,還具有優(yōu)越的頻率特征和阻抗特征,在500kHz仍具有較高磁導(dǎo)率,固然初始磁導(dǎo)率不高,只要10000左右。高磁導(dǎo)率高飽和磁密資料DN50,在25℃時Bs為550mT,在100℃時Bs為380mT,μi為5200左右,居里溫度Tc≥210℃。
在新工藝方面,自延伸高溫組成法(SHS)是近年來的研討熱點(diǎn),其道理是應(yīng)用反響物內(nèi)部的化學(xué)能來組成資料。整個工藝極為簡略,能耗低,出產(chǎn)效率與產(chǎn)物純度高,對情況無污染,曾經(jīng)成功組成Mg、MgZn、MnZn、NiZn鐵氧體,正在完成財(cái)產(chǎn)化;鸹ǖ入x子燒結(jié)法(SPS),可以成功地制成多層MnZn鐵氧體和坡莫合金復(fù)合軟磁資料磁芯,還具有MnZn鐵氧體的高頻低損耗特征和坡莫合金的高磁導(dǎo)率高飽和磁密特征,這種復(fù)合軟磁資料磁芯,將使變壓器廠家的功能分明地進(jìn)步。其他工藝如自燃燒組成法、疾速燃燒組成法、水熱組成法、新型水熱組成法、機(jī)械合金法、微波燒結(jié)等,近年來均展開了很多研討,都契合進(jìn)步功能和降低本錢的開展偏向。
因?yàn)檐洿盆F氧體的飽和磁密低,在20kHz~100kHz的較高頻局限內(nèi),功能價錢比的優(yōu)勢不如100kHz以上的高頻局限那樣分明,其他幾種軟磁資料在20kHz~100kHz的較高頻局限內(nèi),與軟磁鐵氧體睜開劇烈的競爭。各類軟磁資料都有各自的特點(diǎn),因而,若何在詳細(xì)的變壓器廠家產(chǎn)物中,充沛發(fā)揚(yáng)各類軟磁資料的長處以到達(dá)更好的功能價錢比,是變壓器廠家所用的軟磁資料的開展偏向。
硅鋼的特點(diǎn)是飽和磁密高,功能不變,價錢較低,近年來開展了一系列高頻用硅鋼,包羅超薄帶硅鋼、6.5%硅鋼、梯度硅鋼和含鉻的硅鋼。特殊是含鉻的硅鋼曾經(jīng)用于25kHz和70kHz的電子變壓器中。目前硅鋼運(yùn)用的任務(wù)頻率已到達(dá)325kHz。
高磁導(dǎo)坡莫合金的特點(diǎn)是磁導(dǎo)率高,情況順應(yīng)性好,然則價錢貴,近年來開展的坡莫合金超薄帶,運(yùn)用的任務(wù)頻率已超越1MHz,在非凡要求的當(dāng)?shù)睾蛙姽ぴO(shè)備中運(yùn)用。
鈷基非晶合金是現(xiàn)有軟磁資料中高頻損耗最低的一種資料,價錢貴,然則,在200kHz以上的高頻中運(yùn)用,磁芯分量小,價錢要素不凸起,當(dāng)前在200kHz和1MHz的變壓器廠家中很多運(yùn)用。
軟磁復(fù)合資料目前成為變壓器廠家用磁芯資料的一大開展偏向,它與傳統(tǒng)的軟磁鐵氧體和軟磁合金比擬,其磁性金屬粒子或許薄膜,可以散布在非導(dǎo)體和其他資料中,使高頻損耗分明降低,進(jìn)步了任務(wù)頻率。還,其加工工藝既可采用熱壓法加工成粉芯,也可以應(yīng)用目前的塑料工程技能,注塑成復(fù)雜外形的磁芯,具有密度小、分量輕、出產(chǎn)效率高、本錢低,產(chǎn)物反復(fù)性和一致性好等特點(diǎn)。還可以采用分歧的配比,改動磁性。上面已引見軟磁鐵氧體和坡莫合金構(gòu)成的復(fù)合資料的例子,目前已開拓上班作頻率10kHz以上的軟磁復(fù)合資料粉芯,在高頻用濾波電感器中可替代軟磁鐵氧體。
依據(jù)變壓器廠家全體構(gòu)造的開展要求,磁芯構(gòu)造的開展偏向是平面磁芯、片式磁芯和薄膜磁芯。平面磁芯以前有的是用本來的軟磁鐵氧體磁芯進(jìn)行革新,目前已有專門用于平面變壓器的各類低高度軟磁鐵氧體磁芯。未來還能夠開拓出各類低高度軟磁復(fù)合資料磁芯。片式變壓器的磁芯除了將平面磁芯進(jìn)一步緊縮而外,也有采用共燒法制造的片式磁芯。薄膜磁芯和磁性資料是目前變壓器廠家最活潑的開展偏向之一,將成為MHz以上變壓器廠家的首要磁芯資料和構(gòu)造,有可能會薄膜電子變壓器的高度做到1mm以下,可以裝入各類卡片內(nèi)。國內(nèi)已樹立幾個中間在鼎力研討。目前但愿能把資料開拓,電子變壓器制造和使用單元結(jié)合起來,盡快把國內(nèi)開拓出的薄膜軟磁資料釀成電子信息產(chǎn)物中的變壓器廠家磁芯,構(gòu)成國內(nèi)有自立常識產(chǎn)權(quán)的薄膜變壓器。
3 線圈資料和構(gòu)造
跟著變壓器廠家全體構(gòu)造的開展,線圈構(gòu)造首要的開展偏向是平面線圈,片式線圈和薄膜線圈,個中又包羅多層構(gòu)造。各類線圈構(gòu)造的資料選用,也有一些新開展。
立體構(gòu)造的高頻變壓器線圈,導(dǎo)線資料因?yàn)樗妓骷w效應(yīng)和臨近效應(yīng),采用多股絞線(里茲線),有時也采用扁銅線和銅帶。絕緣資料采用耐熱品級高的資料,以便進(jìn)步答應(yīng)溫升和減少線圈體積,采用雙層和三層絕緣導(dǎo)線,可以削減線圈尺寸。舉一個例子,比來,國內(nèi)開拓出以納米技能把云母泳涂在銅線上的C級絕緣電磁線,曾經(jīng)在工頻電機(jī)和變壓器中使用,獲得優(yōu)越的結(jié)果,估量在變壓器廠家中也會獲得使用。
平面構(gòu)造線圈,導(dǎo)線采用銅箔,大大都采用單層和多層印刷電路板制造,也有采用必然圖形的銅箔,多個折疊而成的。絕緣資料普通采用B級資料。
薄膜構(gòu)造線圈,導(dǎo)線采用銅、銀和金薄膜,制成梳形、螺旋形、體育場形等圖形,絕緣資料采用H級和C級資料。也有采用多層構(gòu)造的,或許是幾個多層線圈組合起來,或許是幾個線圈和幾個磁芯穿插堆疊而成。總之,薄膜變壓器是目前正在鼎力開拓的變壓器廠家,很多構(gòu)造并不定型,也許,還會呈現(xiàn)很多新的線圈構(gòu)造

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